JPS647496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は放熱板の裏面を含んで外装樹脂材を
モールド成形した絶縁タイプの樹脂封止型半導体
装置の製造方法に関する。

従来の技術 放熱性を重視する樹脂封止型半導体装置は一般
に放熱板の裏面を露出させて樹脂モールド成形
し、放熱板裏面を放熱器等の外部取付部材に密接
するように取付けているが、最近はコレクタ絶縁
タイプのトランジスタのように放熱板を外部取付
部材に絶縁して取付ける絶縁タイプのものが多方
面で要求され、普及している。この絶縁タイプの
樹脂封止型半導体装置としては上記放熱板裏面露
出タイプのものを放熱板裏面に放熱性を損なわな
い程度の薄いマイカ板を敷設したり、シリコング
リスを塗着する等して外部取付部材と電気的絶縁
して実装するものが一般的であるが、このタイプ
のものはマイカ板やシリコングリス等の装着作業
が面倒で実装の作業性が悪く、また半導体装置と
別個のマイカ板等の絶縁部材の保守管理が煩雑で
ある等の問題があつた。

上記問題を解決するものとして、放熱板を裏面
を含めて全面的に樹脂モールド成形した絶縁タイ
プの樹脂封止型半導体装置が実用化されている。
これらの従来例を第１図及び第２図で説明する
と、１は放熱板、２は放熱板１から同一方向の外
方に延びる例えば３本一組のリードで、中央の１
本の先端は放熱板１の端に一体化され、両側の２
本の先端は放熱板１の近傍に位置する。３は放熱
板１上に固着された半導体素子、４は半導体素子
３の表面電極と対応する両側リード２の先端部と
を電気的接続する金属細線、５は放熱板１の一部
に穿設された取付穴、６は放熱板１の裏面ｍを含
む全面にモールド成形された外装樹脂材である。
７は外装樹脂材６の表裏面を貫通した取付用ネジ
挿通穴で、取付穴５の中央を通る。外装樹脂材６
の内の放熱板１裏面に被着されたものは外部取付
部材８から放熱板１を熱的結合させるが電気的に
絶縁する薄い等厚の樹脂絶縁膜９として形成さ
れ、これは放熱板１の放熱性を損なわない程度の
厚さ（約0.2〜0.4mm）で形成される。このような
半導体装置の外部取付部材９への実装は単にネジ
止め等するだけの簡単な作業で行われる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記半導体装置は樹脂モールド成形
上に次の問題点があつた。例えば上記外装樹脂材
６は第３図に示すような上金型１０と下金型１１
を使つて１回のモールド成形で行われる。即ち、
上，下金型１０，１１でリード２を型締めして、
キヤビテイ１２内に放熱板１をその裏面ｍをキヤ
ビテイ内面と一定の微小間隔ｇで対向させて中空
に浮かした状態で保持しておいて、キヤビテイ１
２内に溶融樹脂材を注入することで行われてい
る。尚、第３図の１３はネジ挿通穴７の形成用ツ
ールである。

上述の如きモールド成形は上，下金型１０，１
１でリード２を挾持することのみで放熱板１をキ
ヤビテイ１２内に浮かせて保持しているため、モ
ールド成形時の放熱板１の安定性が悪くて注入さ
れる溶融樹脂材の流圧で放熱板１が動き、キヤビ
テイ内面との間隔ｇが部分的に変化して、結果的
に樹脂絶縁膜９の厚さにバラツキが生じることが
あつた。この樹脂絶縁膜９の厚さのバラツキは放
熱板１の部分的な放熱性のバラツキとなり、また
部分的に薄くなつたところが半導体装置実装後の
高電圧印加で絶縁破壊を起こして耐圧劣下を招く
等して信頼性に問題があつた。

また放熱板１の裏面ｍの樹脂絶縁膜９を等厚に
形成する工夫として、モールド成形時に放熱板１
を側方からピンを押圧して安定に支持する手段
や、例えば第４図に示すように放熱板１の上記リ
ード２と反対側端部より補強用リード２′を追加
して延ばし、リード２と補強用リード２′を上，
下金型１０′，１１′で型締めすることにより放熱
板１のモールド成形時の安定性を良好ならしめた
ものがある（例えば特開昭57−188858号参照）。
しかし、この種モールド成形時の放熱板補強手段
はモールド成形後に補強に使つたピンや抜け穴や
リードの切断面が外装樹脂材表面に現れて外観を
悪くし、またピンの抜け穴から放熱板が露出する
等して耐圧上にも問題があり好ましくなかつた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記従来問題点に鑑み、外観や耐圧を
損なうことなく放熱板裏面の樹脂絶縁膜が等厚に
形成し得る構造の絶縁タイプ樹脂封止型半導体装
置の製造方法を提供することを目的とし、放熱板
に全面的にモールド成形される外装樹脂材を２回
に分けて形成したことを特徴とするもので、１回
目のモールド成形は少なくとも放熱板の裏面を除
く部分で行い、２回目のモールド成形は放熱板の
裏面を含む残り部分で行う。

作 用 このように２回のモールド成形により外装樹脂
材を形成すると、１回目のモールド成形時には放
熱板の裏面をモールド成形用金型のキヤビテイ内
面に当接させて金型で放熱板を直接に型締めする
ことができ、２回目のモールド成形時は１回目の
モールド成形で形成された部分的な外装樹脂材が
金型のキヤビテイ内での放熱板の保持に利用で
き、これにより２回目のモールド成形時に放熱板
裏面に形成される樹脂絶縁膜の膜厚の均一化が容
易になる。１回目のモールド成形を放熱板の裏面
を除き放熱板の半導体素子固着部分を含む要部で
行えば、１回目のモールド成形で形成される外装
樹脂材内に半導体素子や金属細線が封入保護さ
れ、２回目のモールド成形が容易にできて製造上
有利である。

実施例 第１図及び第２図と同一形状の樹脂封止型半導
体装置の製造に本発明を適用した実施例を第５図
に示すと、第１図及び第２図と同一符号のものは
同一物を示し、相違するのは次の外装樹脂材１５
の形成方法のみである。外装樹脂材１５は２回に
分けてモールド成形されたもので、１回目のモー
ルド成形で形成された第１外装樹脂材１５ａと、
２回目のモールド成形で形成された第２外装樹脂
材１５ｂで構成される。第１外装樹脂材１５ａは
放熱板１の表面の素子固着部分周辺n₁からリード
２の先端部上にわたる部分的な位置にモールド成
形され、第２外装樹脂材１５ｂは残りの要部露出
部分にモールド成形される。

第１外装樹脂材１５ａは例えば第６図に示すよ
うな上金型１６と下金型１７をリード２の被樹脂
モールド部分と、放熱板１の表面の素子固着部分
周辺n₁を除く取付穴周辺部分n₂及び放熱板裏面ｍ
に密着させて型締めした状態で、上，下金型１
６，１７間に形成されたキヤビテイ１８に溶融樹
脂材を注入して形成される。

第２外装樹脂材１５ｂは第７図に示すような
上，下金型１９，２０を使つてモールド成形すれ
ばよい。上，下金型１９，２０の衝合部分に形成
されるキヤビテイ２１は第１外装樹脂材１５ａが
部分的に嵌挿される第１外装樹脂材保持用凹部２
１′を有し、このキヤビテイ２１内に放熱板１は
裏面ｍをキヤビテイ２１の頂面から一定の間隔ｇ
で浮かせた状態で保持される。この時の放熱板１
の保持は上，下金型１９，２０によるリード２の
挾持と凹部２１′による第１外装樹脂材１５ａの
位置決め保持の両方で行われるので、放熱板１は
強固に保持され、この状態でキヤビテイ２１内に
溶融樹脂材を注入すれば第２外装樹脂材１５ｂが
モールド成形される。この２回目のモールド成形
時に形成される放熱板１の裏面ｍ上の樹脂絶縁膜
１５ｃの厚みは放熱板１の安定性改善により十分
薄く且つ均一になる。尚、第７図１３はネジ挿通
穴形成用ツールである。第２外装樹脂材１５ｂと
第１外装樹脂材１５ａは同種の樹脂材で形成する
ことが望ましいが、その限りではない。第１，第
２外装樹脂材１５ａ，１５ｂが一体化された外装
樹脂材１５はその表面にピン抜け穴や補強用リー
ド切断面などが無く、従つて外観や耐圧の改善が
容易に図れる。

第１，第２外装樹脂材１５ａ，１５ｂの形状は
様々な変更が可能で、その変更例を第８図の実施
例で説明する。第８図の外装樹脂材２２は放熱板
１の表面の素子固着部分周辺n₁上とリード２の先
端部上下周辺にモールド成形された第１外装樹脂
材２２ａと、残りの要部にモールド成形された第
２外装樹脂材２２ｂで構成される。第１外装樹脂
材２２ａのリード先端部の下方部分はコーナに切
込み形状の段部２３を形成した形状で、この段部
２３内に第２外装樹脂材２２ｂの一部が回り込ん
で被着形成される。第２外装樹脂材２２ｂのモー
ルド成形は、例えば第９図に示すように上，下金
型２４，２５でリード２と、第１外装樹脂材２２
ａを段部２３を利用して上下方向から挾持して型
締めした状態で行えばよい。このようにすると放
熱板１の保持強度が段部２３への挾持力の追加に
て尚更に大きくなり、放熱板裏面ｍの樹脂絶縁膜
２２ｃの厚み均一化が容易となる。

尚、上記各実施例におけるモールド成形は金型
のキヤビテイ内で放熱板の裏面を上にして行うよ
うにしてもよい。

発明の効果 以上の如く、本発明は第１外装樹脂材を形成し
た後、第２外装樹脂材を放熱板裏面上も含めて形
成したことにより、２回目のモールド成形時の放
熱板保持が特別なピンやリードなどの部材を使う
ことなく強固に行え、従つて外装樹脂材の外観を
損なうこと無く、且つ耐圧を劣下させること無く
放熱板裏面上に樹脂絶縁膜を均一な厚さで形成す
ることが可能であり、絶縁タイプの樹脂封止型半
導体装置の品質改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の樹脂封止型半導体装
置の部分省略平面図及びＡ−Ａ線に沿う断面図、
第３図は第１図の半導体装置の樹脂モールド成形
用金型の部分断面図、第４図は他の従来の半導体
装置における樹脂モールド成形用金型の部分断面
図、第５図は本発明の一実施例を示す断面図、第
６図及び第７図は第５図の半導体装置製造用金型
の二例を示す各部分断面図、第８図は本発明の他
の実施例を示す断面図、第９図は第８図の半導体
装置製造用金型の部分断面図である。 １……放熱板、ｍ……放熱板裏面、２……リー
ド、３……半導体素子、１５，２２……外装樹脂
材、１５ａ，２２ａ……第１外装樹脂材、１５
ｂ，２２ｂ……第２外装樹脂材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放熱板上に半導体素子を固定し、半導体素子
   の表面電極とリードとを電気的に接続した後、放
   熱板の全面を含む要部を樹脂材にてモールド成形
   し外装する半導体装置の製造方法において、前記
   外装樹脂材を、少なくとも放熱板の非素子固着側
   裏面を除く部分を第１の樹脂材にてモールド成形
   した後、放熱板の裏面を含む残り部分を第２の樹
   脂材にてモールド成形して形成したことを特徴と
   する樹脂封止型半導体装置の製造方法。